(57)【要約】      （修正有）【課題】大面積の被処理物用のプラズマ処理装置において、電極のクーロン力による撓み量を低減するとともに表面処理の均一性を向上させる。【解決手段】プラズマ処理装置の電極構造は、左右にそれぞれ延びるとともに前後に互いに対峙する一対の電極列３１Ｘ，３２Ｘからなる。各電極列は、左右に並べられた複数の電極部材３１Ａ〜３２Ｂにて構成され、左右方向の実質的に同じ位置に配置された一方の電極列と他方の電極列の電極部材どうしが、互いに逆の極性を有して互いの対向面の間に列間部分隙間３３ｐを形成している。さらに、各電極列の隣り合う電極部材どうしの極性が互いに逆になるとともにこれらの間に列内隙間３３ｑが斜めに形成されている。【選択図】図２
2005129493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスを放電空間でプラズマ化して吹出し、被処理物に当てることによりプラズマ処理を行なう装置における前記放電空間を形成する電極構造であって、
一方向に並べられた複数の電極部材からなる第１電極列と、
この第１電極列と平行に並べられた他の複数の電極部材からなる第２電極列と、を含み、
前記並び方向の実質的に同じ位置に配置された第１、第２電極列の電極部材どうしが、互いに逆の極性を有して互いの間に前記放電空間の一部分となる列間部分隙間を構成し、第１、第２電極列どうしの間に、前記列間部分隙間を一列に複数連ねてなる列間隙間が形成され、
さらに、前記第１電極列および／または第２電極列において前記並び方向に隣り合う電極部材どうしが、互いに逆の極性を有するとともに、これら隣り合う電極部材どうしのうちの一方が、前記列間隙間を形成する第１面と、この第１面と鈍角をなす第２面を有し、他方の電極部材が、前記第１面と略面一をなして前記列間隙間を形成する第３面と、この第３面と鋭角をなす第４面を有し、前記第２面と第４面との間に、前記放電空間の他の一部分となる列内隙間が前記列間隙間に対し斜めに形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置の電極構造。
【請求項２】
前記第１面と第２面のなす鈍角側の角が相対的に大きな曲率半径でＲ面取りされ、前記第３面と第４面のなす鋭角側の角が相対的に小さな曲率半径でＲ面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置の電極構造。
【請求項３】
前記第１面を有する電極部材の属する電極列とは反対の側の電極列において、前記第１面を有する電極部材と実質的に同じ位置の電極部材が、前記第１面から第３面の端部に跨るように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置の電極構造。
【請求項４】
前記列内隙間の下流端が、処理ガスを前記列間隙間を介さずに吹出し可能に開口されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のプラズマ処理装置の電極構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の電極構造を含む放電処理部と、被処理物を前記放電処理部に対し前記電極構造の列間隙間と交差する方向に相対移動させる移動手段とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性等の表面改質や洗浄等の表面処理を行なうプラズマ処理装置に関し、特に、大型の被処理物を均一処理するのに適したプラズマ処理装置の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液晶用ガラス基板等を被処理物とするプラズマ処理装置が記載されている。この装置には、一対の電極板からなる平行平板型の電極構造が設けられている。一対の電極間に処理ガスを導入するとともに電界を印加することにより放電プラズマを発生させるようになっている。この放電プラズマを被処理物に吹き付けるとともに、被処理物をプラズマ装置に対し相対移動させることにより、洗浄等の表面処理を行なうようになっている。
例えば、電極は、被処理物の幅寸法を超える長さを有している。これによって、プラズマを被処理物の全幅に一度に吹付けることができ、処理効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００２−１４３７９５号公報（段落００３６、００３８、図２、４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、例えば液晶用ディスプレーの大型化にともない、プラズマ処理装置の被処理物である液晶用ガラス基板も大型化している。このような幅広・大面積の被処理物に対応するには、プラズマ処理装置の電極板を長尺化する必要がある。しかし、電極板が長くなればなるほど、寸法精度を確保するのが難しくなるだけでなく、両電極板間に作用するクーロン力や、電極を構成する金属本体とその表面の固体誘電体との熱膨張率の違いや電極内部の温度差による熱応力等によって撓みやすくなる。そのため、放電空間となる電極間の隙間の厚さが不均一になりやすく、ひいては表面処理の均一性が損なわれやすい。クーロン力に対抗するには、電極板の厚さを増し剛性を高めることが考えられるが、そうすると電極重量が増大し、これを支持する支持構造が大型化して材料費や加工費が上昇してしまう。また、電極が大型化すると電源からの単位面積あたりの供給電力が小さくなる。さらに、長尺の電極板に合わせて大きな誘電体が必要となる。このような長尺の誘電体は製作が困難でコストが高い。
【０００４】
発明者らは、上記事情に鑑み、図７に示すように、プラズマ処理装置の電極構造を、
左右に細長い直方体状をなす２つの電極部材５１Ａ，５１Ｂを左右に並べてなる第１電極列５１Ｘと、
上記部材５１Ａ，５１Ｂと同形状の他の２つの電極部材５２Ａ，５２Ｂを第１電極列５１Ｘと平行に並べてなる第２電極列５２Ｘとで構成し、
第１電極列５１Ｘの電極部材５１Ａ，５１Ｂにはそれぞれ電源５Ａ，５Ｂを接続し、第２電極列５２Ｘの電極部材５２Ａ，５２Ｂは接地することにした。
これによって、個々の電極部材を長くする必要がなくなり、上記のような不具合を除去できた。
【０００５】
一方、各電極列５１Ｘ，５２Ｘにおいて左右に隣り合う電極部材５１Ａと５１Ｂどうしの間、及び電極部材５２Ａと５２Ｂどうしの間では、同極どうしであるので放電が立たない。また、各電極部材５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂのコーナー部分は電界集中を防ぐためアールが付けられており、放電が立ちにくい。そのため、左側の電極部材５１Ａ，５２Ａの平らな対向面とコーナーとの境から右側の電極部材５１Ｂ，５２Ｂのコーナーと平らな対向面との境にかけての領域Ｒ１で処理抜けが生じてしまう。さらに、複数の電源５
Ａ，５Ｂの周波数や位相が同期していない場合には、第１電極列５１Ｘすなわちホット側の電極部材５１Ａと電極部材５１Ｂの間の電位差が大きくなり過ぎ、これら電極部材５１Ａ，５１Ｂどうし間で異常放電が生じ、電源５Ａ，５Ｂや電極部材５１Ａ，５１Ｂが破損することもありうる。これを避けるために左側の電極部材５１Ａ，５２Ａと右側の電極部材５１Ｂ，５２Ｂの間の距離を離すと、処理抜けする領域Ｒ１の幅がますます大きくなってしまう。
【０００６】
図８に示すように、電極部材５１Ｂを接地するとともに電源５Ｂを電極部材５１Ｂに代えて電極部材５２Ｂに接続することにすれば、左右に隣り合う電極部材５１Ａと５１Ｂどうし、及び電極部材５２Ａと５２Ｂどうしが、互いに逆の極性になるため、これら左右に隣り合う電極部材どうし間でも放電を立たせることができ、そこに対応する領域Ｒ２での表面処理を確保することができる。しかし、各電極部材５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２ＢのＲ面取りされたコーナーに対応する領域Ｒ３では、依然として放電が立ちにくい。また、電源５Ａ，５Ｂが同期していないと、ホット側の電極部材５１Ａ，５２Ｂどうしのコーナー間で異常放電が発生するおそれがある。これを避けるために電極部材５１Ａ，５２Ｂのコーナーの曲率半径を大きくすると、処理抜けする領域Ｒ３の幅が大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するため、本発明は、
処理ガスを放電空間でプラズマ化して吹出し、被処理物に当てることによりプラズマ処理を行なう装置における前記放電空間を形成する電極構造であって、
一方向に並べられた複数の電極部材からなる第１電極列と、
この第１電極列と平行に並べられた他の複数の電極部材からなる第２電極列と、を含み、
前記並び方向の実質的に同じ位置に配置された第１、第２電極列の電極部材どうしが、互いに逆の極性を有して互いの間に前記放電空間の一部分となる列間部分隙間を構成し、第１、第２電極列どうしの間に、前記列間部分隙間を一列に複数連ねてなる列間隙間が形成され、
さらに、前記第１電極列および／または第２電極列において前記並び方向に隣り合う電極部材どうしが、互いに逆の極性を有するとともに、これら隣り合う電極部材どうしのうちの一方が、前記列間隙間を形成する第１面と、この第１面と鈍角をなす第２面を有し、他方の電極部材が、前記第１面と略面一をなして前記列間隙間を形成する第３面と、この第３面と鋭角をなす第４面を有し、前記第２面と第４面との間に、前記放電空間の他の一部分となる列内隙間が前記列間隙間に対し斜めに形成されていることを特徴とする。
これによって、前記図８の参考例と同様に、個々の電極部材の長さを被処理物の幅の数分の１程度に短くすることができる。或いは、被処理物の幅寸法に依らず、個々の電極部材をある短い長さにし、その並び数を調節することによって、被処理物の幅に対応させることができる。これによって、寸法精度の確保が容易になるだけでなく、クーロン力等による電極部材の撓み量を小さくでき、ひいては、表面処理の均一性を確保することができる。電極部材を厚肉にする必要もなく、重量増大を回避して支持構造への負担を軽減でき、材料費等の上昇を抑えることができる。さらに、列内隙間でも放電を立たせることができ、そこに対応する領域での表面処理を確保することができる。加えて、第１面と第２面のなす角が鈍角になっているので、この角の部分でも良好な放電を起しやすくすることができ、処理抜けを防止することができる。
【０００８】
前記第１面と第２面のなす鈍角側の角が相対的に大きな曲率半径でＲ面取りされ、前記第３面と第４面のなす鋭角側の角が相対的に小さな曲率半径でＲ面取りされていることが望ましい。
これにより、第１面と第２面のなす鈍角側の角をより滑らかにできるとともに、第３面
と第４面のなす鋭角側の角を出来る限り突き出させてこれら２つの角と他方の電極列の間の空間を狭くでき、ひいては、鈍角側の角の部分で良好な放電を確実に起しやすくすることができる。
【０００９】
前記第１面を有する電極部材の属する電極列とは反対の側の電極列において、前記第１面を有する電極部材と実質的に同じ位置の電極部材が、前記第１面から第３面の端部に跨るように配置されていることが望ましい。
これによって、第１面と第２面のなす鈍角側の角の部分で良好な放電を一層起しやすくすることができ、処理抜けを一層確実に防止することができる。
前記第１電極列および／または第２電極列において前記並び方向に隣り合う３つの電極部材どうしの間に２つの列内隙間が形成され、これら列内隙間が、前記列間隙間に対し互いに逆向きに傾斜されていてもよい。
上記電極列の両端部に配置されたもの以外の電極部材は、両端面が対称状に互いに逆向きに傾斜された台形状をなしていてもよく、平行四辺形状をなしていてもよく、その他の四角形状をなしていてもよい。
【００１０】
前記列内隙間の下流端は、処理ガスを前記列間隙間を介さずに吹出し可能に開口されていることが望ましい。
これによって、列内隙間でプラズマ化した処理ガスを列内隙間から直接的に吹出し、被処理物に当てることができる。
【００１１】
前記プラズマ処理装置は、前記電極構造を含む放電処理部と、被処理物を前記放電処理部に対し前記電極構造の列間隙間と交差する方向に相対移動させる移動手段とを備えていることが望ましい。
【００１２】
前記極性としては、電界印加極と接地極がある。そのうち電界印加極を構成する電極部材どうしが、互いに異なる電源に接続されていてもよく、共通（単一）の電源に接続されていてもよい。
前記第１電極列と第２電極列の実質的に同位置において互いに対向する電極部材どうしのうち少なくとも一方の電極列の電極部材の対向面には、安定放電の確保のため固体誘電体を設ける。また、前記列内隙間を構成する第２面と第４面の少なくとも一方にも、固体誘電体を設ける。
固体誘電体は、アルミナ等の溶射膜にて構成されていてもよく、セラミック等の板にて構成され、この板を電極部材の表面に付設することにしてもよい。セラミック等の容器に電極部材を納め、このセラミック等の容器を固体誘電体層として機能させることにしてもよい。
列間隙間及び列内隙間の厚さは、処理条件等に応じて適宜設定され、互いに等しい大きさでもよく互いに異なっていてもよい。
【００１３】
本発明のプラズマ処理は、好ましくは、大気圧近傍の圧力下（略常圧）で実行される。大気圧近傍とは、１．０１３×１０4〜５０．６６３×１０4Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０4〜１０．６６４×１０4Ｐａ（１００〜８００Ｔｏｒｒ）が好ましく、９．３３１×１０4〜１０．３９７×１０4Ｐａ（７００〜７８０Ｔｏｒｒ）がより好ましい。
本発明は、好ましくは、大気圧グロー放電すなわち大気圧近傍の圧力下でグロー放電を起こすことによりプラズマを発生させ、処理を実行する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、個々の電極部材の長さを被処理物の幅の数分の１程度に短くすることができる。或いは、被処理物の幅寸法に依らず、個々の電極部材をある短い長さにし、そ
の並び数を調節することによって、被処理物の幅に対応させることができる。これによって、寸法精度の確保が容易になるだけでなく、クーロン力等による電極部材の撓み量を小さくでき、ひいては、表面処理の均一性を確保することができる。電極部材を厚肉にする必要もなく、重量増大を回避して支持構造への負担を軽減でき、材料費等の上昇を抑えることができる。さらに、列内隙間でも放電を立たせることができ、そこに対応する領域での表面処理を確保することができる。加えて、第１面と第２面のなす角が鈍角になっているので、この角の部分でも良好な放電を起しやすくすることができ、処理抜けを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係るリモート式常圧プラズマ処理装置を示したものである。この装置の被処理物Ｗは、例えば大型の液晶用ガラス基板であり、その幅方向（図２において左右方向、図１において紙面と直交する方向）の寸法は、１．５ｍ程度である。被処理物Ｗは、加熱されていてもよく、冷却されていてもよく、常温に保たれていてもよい。
【００１６】
図１に示すように、プラズマ処理装置は、ノズルヘッド１と、処理ガス源２と、２つ（複数）の電源３Ａ，３Ｂと、搬送手段４とを備えている。
ノズルヘッド１は、図示しない支持手段によって、吹出し方向を下方に向けるようにして支持されている。
処理ガス源２には、処理目的に応じた処理ガスが蓄えられている。
電源３Ａ，３Ｂは、互いに同一のパルス状電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び／又は立下り時間は、１０μｓ以下、後記電極部材間の隙間３３ｐ，３３ｑでの電界強度は１０〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが望ましい。
なお、パルス波に代えて、高周波などの連続波電源を用いることにしてもよい。
搬送手段４は、例えばローラコンベアからなり、被処理物のガラス基板Ｗを前後方向（図１において左右方向）に搬送してノズルヘッド１の下側に通すようになっている。このガラス基板Ｗに、ノズルヘッド１でプラズマ化された処理ガスが吹き付けられ、プラズマ表面処理が略常圧下で行なわれるようになっている。勿論、ガラス基板Ｗが固定され、ノズルヘッド１が移動するようになっていてもよい。搬送手段４として、ベルトコンベアや、上下のローラでワークを挟んで搬送するもの等の他の搬送手段で構成してもよい。
【００１７】
リモート式常圧プラズマ処理装置のノズルヘッド１について詳述する。
図１および図２に示すように、ノズルヘッド１は、上側の処理ガス導入部２０と、下側の放電処理部３０とを備え、前記ガラス基板Ｗの搬送方向（図２の矢印方向）と直交する左右方向（図１において紙面と直交する方向、図２において左右方向）に長く延びている。
【００１８】
処理ガス導入部２０は、左右に延びる２本のパイプ２１，２２からなるパイプユニット２５と、その上下に設けられた左右細長のチャンバー２３，２４とを有している。パイプユニット２５には、各パイプ２１，２２から上側のチャンバー２３に貫通するスポット状の孔２５ａが長手方向に沿って短間隔置きに多数形成されている。一方のパイプ２１の左端（図１において紙面手前）と他方のパイプ２２の右端（図１において紙面奥）に、ガス供給路２ａを介して処理ガス源２が連なっている。処理ガス源２からの処理ガスは、パイプ２１，２２内を互いに逆方向に流れながら、各スポット孔２５ａを通って上側のチャンバー２３に入る。その後、パイプユニット２５の前後両脇のスリット状の隙間２０ａを経て、下側のチャンバー２４に入る。これによって、処理ガスが、処理ガス導入部２０の左右長手方向の全ての位置で均一化され、放電処理部３０に導入されるようになっている。
【００１９】
放電処理部３０は、フレーム４０と、このフレーム４０に収容された電極ホルダ４８と、このホルダ４８の内部に設けられた電極ユニット（電極構造）３０Ｘと、下板４９を備えている。フレーム４０は、それぞれ剛性金属からなる上板４１と側板４２を含んでいる。ホルダ４８は、セラミックや樹脂などの絶縁材料からなる一対の逆Ｌ字断面の部材を含んでいる。
【００２０】
フレーム４０の上板４１には、チャンバー２４に連なるとともに左右（図１において紙面と直交する方向）に延びるスリット状の貫通孔４１ａが形成されている。ホルダ４８の一対の逆Ｌ字断面部材の上辺部どうし間には、上記貫通孔４１ａに連なるとともに左右に延びるスリット状の間隙４８ａが形成されている。これら貫通孔４１ａと間隙４８ａとにより左右に延びるスリット状の処理ガス導入口４３ａが構成されている。フレーム４０の上板４１とホルダ４８の一対の逆Ｌ字断面部材の上辺部とにより、導入口形成部４３が構成されている。
【００２１】
更に、図１に示すように、放電処理部３０には、フレーム４０の側板４２に樹脂製のボルトカラー６０３を介して引っ掛けられるとともに電極ユニット３０Ｘの後記各電極部材３１Ａ〜３２Ｂにねじ込まれて該電極部材を前後外側へ引く引きボルト（引きネジ部材）６０１と、ホルダ４８を介して電極部材を前後内側へ押す押しボルト（押しネジ部材）６０２とが、左右に間隔を置いて設けられている。これらボルト６０１，６０２によって、各電極部材３１Ａ〜３２Ｂの前後位置ひいては後記列間隙間３３ｓの厚さを調節することができるようになっている。これら押し引きボルト６０１，６０２は、電極部材３１Ａ〜３２Ｂのクーロン力による撓みに対する阻止手段としても機能する。各電極部材３１Ａ〜３２Ｂには、押し引きボルト６０１，６０２を二組以上設けるのが好ましい。
【００２２】
次に、電極ユニット３０Ｘについて詳述する。
図１及び図２に示すように、電極ユニット３０Ｘは、前後に対向する一対の電極列（電極群）３１Ｘ，３２Ｘを含んでいる。各電極列３１Ｘ，３２Ｘは、それぞれ左右に延びている。前側の第１電極列３１Ｘは、左右に並べられた２つの電極部材３１Ａ，３１Ｂにて構成されている。後側の第２電極列３２Ｘは、第１電極列３１Ｘと平行をなすように左右に並べられた２つの電極部材３２Ａ，３２Ｂにて構成されている。
【００２３】
各電極部材３１Ａ〜３２Ｂは、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、黄銅等の合金、金属間化合物等の導電材料によって構成されている。各電極部材３１Ａ〜３２Ｂは、左右細長の厚い平板状をなし、その左右方向の長さは、被処理物Ｗの左右方向の幅寸法の半分程度であり、例えば１ｍ程度である。２つの電極部材からなる電極列全体の長さひいては列間隙間３３ｓの長さは、被処理物Ｗの幅寸法より少し大きくなっている。２つの電極部材を長手方向に並べることで電極ユニット３０Ｘ全体で約２ｍの有効処理幅が形成されている。
なお、電極部材どうしの長さは、互いに同一になっていなくてもよいが、互いに対向する電極部材どうしは、同長であることが望ましい。
【００２４】
各電極部材３１Ａ〜３２Ｂには、アーク放電の防止のために、アルミナ溶射膜等の固体誘電体からなるコーティング層３４が被膜されている。
コーティング層３４は、電極部材における他方の電極列との対向面と長手方向の両端面と上下両面の全体を覆うとともに、これら面から背面の四辺にも及んでいる。コーティング層３４の厚さは０．０１〜４ｍｍ程度が好ましい。コーティング層３４を構成する固体誘電体として、アルミナの他に、セラミックスや樹脂等の板状物、シート状物、フィルム状のものを用いて電極部材の外周面を被覆してもよい。背面におけるコーティング層３４の幅は、１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以上がより好ましい。なお、図において、コーティング層３４の厚さは誇張して示してある。
【００２５】
電極ユニット３０Ｘの極性配置は、互い違いになっている。すなわち、前後に対向する電極部材どうしが、互いに逆の極性を付与されるとともに、左右に隣り合う電極部材どうしが、互いに逆の極性を付与されている。
詳述すると、図２に示すように、電極ユニット３０Ｘの左側部において、第１電極列３１Ｘの電極部材３１Ａは、給電線３ａを介して電源３Ａに接続されて電界印加極（ホット電極）となり、第２電極列３２Ｘの電極部材３２Ａは、接地線３ｅを介して接地されて接地極（アース電極）となっている。
電極ユニット３０Ｘの右側部において、第１電極列３１Ｘの電極部材３１Ｂは、接地線３ｅを介して接地されて接地極（アース電極）となり、第２電極列３２Ｘの電極部材３２Ｂは、給電線３ｂを介して上記とは別の電源３Ｂに接続されて電界印加極（ホット電極）となっている。
【００２６】
図２及び図３に示すように、２つの電極列３１Ｘ，３２Ｘどうしの間に左右に一直線をなすスリット状の列間隙間３３ｓが形成されている。
すなわち、電極ユニット３０Ｘの左側の位置（第１位置）に配された電極部材３１Ａと電極部材３２Ａどうしの間に、上記列間隙間３３ｓの左側の部分となる第１列間部分隙間３３ｐが形成されている。右側の位置（第２位置）に配された電極部材３１Ｂと電極部材３２Ｂどうしの間に、列間隙間３３ｓの右側の部分となる第２列間部分隙間３３ｐが形成されている。図１に示すように、列間隙間３３ｓの上端開口の全長が、ガス導入口４３ａに連なっている。
対向する電極部材３１Ａ，３２Ａ（３１Ｂ，３２Ｂ）間の隙間３３ｐの厚さひいては電極列３１Ｘ，３２Ｘ間の隙間３３ｓの厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍ程度が好ましい。
【００２７】
各電極列３１Ｘ，３２Ｘにおいて左右に隣り合う電極部材３１Ａ，３１Ｂどうし、３２Ａ，３２Ｂどうしの間には列内隙間３３ｑ，３３ｑが形成されている。この列内隙間３３ｑ，３３ｑは、列間隙間３３ｓに対し斜めをなしている。
詳述すると、第１電極列３１Ｘの左側の電極部材３１Ａの右端面（第２面）は、第２電極列３２Ｘとの対向面（第１面、列間隙間３３ｓ形成面）に対し鈍角３１ｄをなす斜面になっている。この鈍角の大きさは、例えば１５０度である。一方、右側の電極部材３１Ｂの左端面（第４面）は、第２電極列３２Ｘとの対向面（第３面、列間隙間３３ｓ形成面）に対し鋭角３１ｅをなす斜面になっている。この鋭角の大きさは、例えば３０度である。これら左右の電極部材３１Ａ，３１Ｂの傾斜端面どうしによって、第１列内隙間３３ｑが形成されている。この第１列内隙間３３ｑは、列間隙間３３ｓに対し例えば３０度の角度をなして列間隙間３３ｓから離れるにしたがって右に傾いている。
【００２８】
同様に、第２電極列３２Ｘの左側の電極部材３２Ａの右端面（第４面）は、第１電極列３１Ｘとの対向面（第３面、列間隙間３３ｓ形成面）に対し例えば３０度の鋭角３２ｅをなす斜面になり、右側の電極部材３２Ｂの左端面（第２面）は、第１電極列３１Ｘとの対向面（第１面、列間隙間３３ｓ形成面）に対し例えば１５０度の鈍角３２ｄをなす斜面になっている。これら左右の電極部材３２Ａ，３２Ｂの傾斜端面どうしによって、第２列内隙間３３ｑが形成されている。この第２列内隙間３３ｑは、列間隙間３３ｓに対し例えば３０度の角度をなして列間隙間３３ｓから離れるにしたがって左に傾いている。
なお、列内隙間３３ｑの傾斜角度は、３０〜６０度程度が好ましい。また、列内隙間３３ｑの厚さは、列間隙間３３ｓと同程度の例えば１〜３ｍｍ程度が好ましい。
【００２９】
図４（ａ）に拡大して示すように、第１電極列３１Ｘにおいて、左側の電極部材３１Ａの鈍角をなす角部分３１ｄは、相対的に大きな曲率半径でＲ面取りされている。右側の電極部材３１Ｂの鋭角をなす角部分３１ｅは、相対的に小さな曲率半径でＲ面取りされている。図示は省略するが、第２電極列３２Ｘにおいて、左側の電極部材３２Ａの鋭角をなす
角部分３２ｅは、相対的に小さな曲率半径でＲ面取りされ、右側の電極部材３２Ｂの鈍角をなす角部分３２ｄは、相対的に大きな曲率半径でＲ面取りされている。たとえば、鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄの曲率半径は４０ｍｍ程度であり、鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅの曲率半径は３ｍｍ程度である。
なお、各電極部材３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、上記鋭角および鈍角の角部分３１ｅ，３２ｅ，３１ｄ，３２ｄだけでなく全てのコーナー部分がＲ面取りされている。
【００３０】
なお、列内隙間３３ｑの傾斜角度は、９０度に近いほど曲率半径の大小差を小さくすることが好ましい。例えば、図４（ｂ）に示すように、列内隙間３３ｑと列間隙間３３ｓとのなす角度が４５度程度のときは、鋭角側の角３１ｅの曲率半径を３ｍｍとすると、鈍角側の角３１ｄの曲率半径は４０ｍｍ程度とするのが好ましい。同図（ｃ）に示すように、列内隙間３３ｑと列間隙間３３ｓとのなす角度が６０度程度のときは、鋭角側の角３１ｅの曲率半径を３ｍｍとすると、鈍角側の角３１ｄの曲率半径は８ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００３１】
図３及び図４（ａ）に示すように、第２電極列３２Ｘの左側の電極部材３２Ａの列間隙間３３ｓ形成面は、第１電極列３１Ｘの左側の電極部材３１Ａの列間隙間３３ｓ形成面（第１面）から右側の電極部材３１Ｂの列間隙間３３ｓ形成面（第３面）に跨るように配置されている。
同様に、第１電極列３１Ｘの右側の電極部材３１Ｂの列間隙間３３ｓ形成面は、第２電極列３２Ｘの右側の電極部材３２Ｂの列間隙間３３ｓ形成面（第１面）から左側の電極部材３２Ａの列間隙間３３ｓ形成面（第３面）に跨るように配置されている。
これによって、第１電極列の列内隙間３３ｑと列間隙間３３ｓとの交差部３３ｕと、第２電極列の列内隙間３３ｑと列間隙間３３ｓとの交差部３３ｖが、左右にずれている。各交差部３３ｕ，３３ｖを画成する４つの角部分３１ｄ，３１ｅ，３２ｅ，３２ｄにおいて、２つの鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄは、左右外側に配置され、２つの鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅは、上記鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄどうしの間に配置されている。
【００３２】
図３に示すように、絶縁材料からなる下板４９には、左右に長く延びる列間吹出し口４９ｓと、この列間吹出し口４９ｓの中央部の両側に切り込み状に設けられた一対の列内吹出し口４９ｑとが形成されている。列間吹出し口４９ｓは、列間隙間３３ｓの下端部と一致し、その全長に連なっている。第１電極列３１Ｘの側の列内吹出し口４９ｑは、列間吹出し口４９ｓから離れるにしたがって例えば３０度の角度で右に傾き、第１電極列３１Ｘの傾斜列内隙間３３ｑの下端部に直接的に連なっている。第２電極列３２Ｘの側の列内吹出し口４９ｑは、列間吹出し口４９ｓから離れるにしたがって例えば３０度の角度で左に傾き、第２電極列３２Ｘの傾斜列内隙間３３ｑに直接的に連なっている。
なお、下板４９は、省略することにしてもよい。そうすると、電極ユニット３０Ｘの列間隙間３３ｓ及び列内隙間３３ｑの下端開口それ自体が、処理ガスを直接吹出す吹出し口となる。
【００３３】
上記のように構成されたリモート式常圧プラズマ処理装置の動作を説明する。
処理ガス導入部２０にて左右に均一化された処理ガスは、導入口４３ａを経て、電極ユニット３０Ｘの列間隙間３３ｓに均一に導入される。
これと併行して、各電源３Ａ，３Ｂから電極部材３１Ａ，３２Ｂにそれぞれパルス電圧が供給される。これによって、左右の列間部分隙間３３ｐ，３３ｐ内でそれぞれパルス電界が形成され、グロー放電が起き、処理ガスがプラズマ化（励起・活性化）される。これにより、２つの列間部分隙間３３ｐ，３３ｐが、それぞれ放電空間の一部分となり、ひいては、列間隙間３３ｓの略全体（中央の交差部３３ｕと交差部３３ｖの間を除く）が、放電空間となる。これら列間部分隙間３３ｐ，３３ｐでプラズマ化された処理ガスが、列間吹出し口４９ｓから均一に吹出される。
併せて、被処理物Ｗが、ノズルヘッド１の下方を前後に通される。これによって、被処理物Ｗの左右の各列間部分隙間３３ｐ，３３ｐと対応する領域にプラズマを吹付け、表面改質や洗浄等の表面処理を行なうことができる。
【００３４】
また、導入口４３ａからの処理ガスの一部は、各電極列３１Ｘ，３２Ｘの傾斜列内隙間３３ｑ，３３ｑにも導入される。この列内隙間３３ｑ，３３ｑにおいても、前記電源３Ａ，３Ｂからの電圧供給によりパルス電界が形成され、グロー放電が起き、処理ガスがプラズマ化される。これにより、列内隙間３３ｑ，３３ｑも放電空間の一部分となる。列内隙間３３ｑ，３３ｑでプラズマ化された処理ガスは、斜めをなす列内吹出し口４９ｑ，４９ｑから斜めに吹出される。併せて、被処理物Ｗが前後に相対移動されることにより、被処理物Ｗの列内隙間３３ｑ，３３ｑと対応する領域をもプラズマ表面処理することができる。すなわち、列間隙間３３ｓの中央部における鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅの周辺や交差部３３ｕと交差部３３ｖの間の部分では、グロー放電が立ちにくいが、列内隙間３３ｑ，３３ｑからのプラズマ吹出しによって、これらの部分に対応する領域をも確実にプラズマ処理できる。
【００３５】
しかも、交差部３３ｕ，３３ｖでは、電極部材３１Ａ，３２Ｂの角部分３１ｄ，３２ｄがそれぞれ鈍角をなしているため、これら角部分３１ｄ，３２ｄで良好なグロー放電を起しやすくすることができ、これら角部分３１ｄ，３２ｄに対応する箇所での処理抜けを防止することができる。
加えて、上記鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄは、大きくＲ面取りされることによって、出来るだけ滑らかに形成でき、一層良好なグロー放電を起しやすくすることができる。一方、これら鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄと対峙する電極部材３１Ｂ，３２Ａの鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅは、小さくＲ面取りされることによって、出来る限り突き出させて列内隙間３３ｑと列間隙間３３ｓの交差部３３ｕ，３３ｖを狭くすることができる。これによって、鈍角側の角部分での良好なグロー放電をより一層確実に得ることができる。よって、鈍角側の角部分に対応する箇所での処理抜けを一層確実に防止することができる。
この結果、処理抜けを全体的に防止でき、被処理物Ｗの全域を一層均一に表面処理することができる。
【００３６】
短小の電極部材３１Ａ．３２Ｂごとに電源３Ａ，３Ｂを設けているので、各電源３Ａ，３Ｂの容量が小さくても、単位面積あたりの投入電力を十分に大きくすることができる。ひいては、処理ガスを十分にプラズマ化することができ、高い処理能力を確保することができる。
また、これら電源３Ａ，３Ｂは、互いに別の電極部材に接続されているので、同期させる必要がない。同期していなくても、ホット側の電極部材３１Ａ，３２Ｂどうしの角３１ｄ，３２ｄが離れているので、異常放電が発生するおそれは小さい。また、交差部３３ｕから交差部３３ｖまでの間は、アース極の電極部材３１Ｂ，３２Ａどうしが互いに対向しているので、異常放電が発生するおそれは殆どない。
【００３７】
電極ユニット３０Ｘ全体としては、ガラス基板Ｗの幅寸法に対応する長さであっても、各電極部材３１Ａ〜３２Ｂは、その半分程度の長さしかないため、寸法精度を容易に確保できる。それだけでなく、印加電界によってクーロン力が強く働いたり、電極部材３１Ａ〜３２Ｂを構成する金属本体と表面の固体誘電体との熱膨張率の違いや電極部材内部の温度差等で熱応力が発生したりしても、撓み量が大きくならないようにすることができる。これによって、列間部分隙間３３ｐの幅を一定に維持することができる。したがって、列間部分隙間３３ｐ内での処理ガスの流れを均一に維持でき、ひいては、表面処理の均一性を一層確実に確保することができる。また、電極部材を剛性アップのために厚肉にする必要がなく、重量増大を回避して支持構造への負担を軽減でき、材料費等の上昇を抑えることができる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の実施形態と重複する構成に関しては、図面に適宜同一符号を付して説明を簡略化する。
図５及び図６に示す実施形態では、第１電極列３１Ｘが、左右に一直線に並べられた４つの電極部材３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄを有し、これら第１電極部材間に３つの傾斜列内隙間３３ｑが形成されている。これら３つの傾斜列内隙間３３ｑの隣り合うものどうしは、互いに逆向きに傾けられている。すなわち、第１電極列３１Ｘの中央の２つの電極部材３１Ｂ，３１Ｃは、それぞれ左右対称の台形状をなしている。これら台形状の電極部材３１Ｂ，３１Ｃの長辺と短辺は、互いに逆に向けられている。これにより、第１電極列３１Ｘにおいて左側の列内隙間３３ｑは、列間隙間３３ｓとの交差部から離れるにしたがって右に傾き、中央の列内隙間３３ｑは、列間隙間３３ｓとの交差部から離れるにしたがって左に傾き、右側の列内隙間３３ｑは、列間隙間３３ｓとの交差部から離れるにしたがって右に傾いている。
【００３９】
同様に、第２電極列３２Ｘは、第１電極列３１Ｘと平行に左右に一直線に並べられた４つの電極部材３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄを有し、これら第２電極部材間に形成された３つの傾斜列内隙間３３ｑの隣り合うものどうしが、互いに逆向きに傾けられている。中央の２つの電極部材３２Ｂ，３２Ｃは、左右対称の台形状をなすとともに、長辺と短辺を互いに逆に向けて配置されている。
なお、中央の電極部材３１Ｂ，３１Ｃ，３２Ｂ，３２Ｃを、台形状に代えて平行四辺形状に形成し、３つの列内隙間３３ｑの傾斜方向を互いに一致させてもよい。
【００４０】
図６に示すように、下板４９には、左右に延びるスリット状をなして列間隙間３３ｓと一致する列間吹出し口４９ｓと、各傾斜列内隙間３３ｑに一対一に対応する列内吹出し口４９ｑが形成されている。下板４９は、省略することにしてもよい。
【００４１】
本発明は、上記形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、電極ユニット３０Ｘを、前後に複数段配置することにしてもよい。
列内隙間３３ｑの幅や列間部分隙間３３ｐの幅は、適宜設定する。列内隙間３３ｑの幅が、列間部分隙間３３ｐより大きくてもよく、小さくてもよく、等しくてもよい。
処理ガス導入口形成部４３に、列間隙間３３ｓに連なる列間導入口４３ａだけでなく、列内隙間３３ｑに直接的に連なる列内導入口をも形成し、処理ガスをこの列内導入口から列内隙間３３ｑに直接導入することにしてもよい。
処理ガス導入部２０を省略し、処理ガスを処理ガス源から放電処理部３０に直接導入するように構成してもよい。途中に処理ガスの圧力変化を防止する圧力調整弁を備えるように構成してもよい。
列間隙間３３ｓにおける交差部３３ｕから交差部３３ｖまでの間に処理ガスが入らないように詰め物をしてもよい。
電界印加極を構成する電極部材どうしが、共通（単一）の電源に接続されていてもよい。
本発明は、洗浄、成膜、エッチング、表面改質（親水性処理や撥水性処理等）、アッシング等の種々のプラズマ表面処理に遍く適用でき、グロー放電に限らず、コロナ放電、沿面放電、アーク放電などによるプラズマ表面処理にも適用でき、略常圧に限らず減圧下でのプラズマ表面処理にも適用できる。
【実施例１】
【００４２】
実施例を説明する。
図２、図３と同様の装置を用いて均一処理の実験を行なった。
電極部材３１Ａ，３２Ｂの中心の長さは、９８７ｍｍ、電極部材３２Ａ，３１Ｂの中心
の長さは、１０１３ｍｍ、各電極列の全体の長さは２ｍとし、これら電極部材の厚さは、３０ｍｍとした。列間隙間３３ｓ及び列内隙間３３ｑは、それぞれ１ｍｍとした。傾斜列内隙間３３ｑの傾斜角度は、３０度とし、電極部材の鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅの角度は、３０度、鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄの角度は、１５０度とした。鋭角側の角部分３１ｅ，３２ｅのアールの曲率半径は、３ｍｍ、鈍角側の角部分３１ｄ，３２ｄのアールの曲率半径は、４０ｍｍとした。固体誘電体層３４は、０．５ｍｍ厚さのアルミナ溶射膜とした。
【００４３】
電源３Ａ，３Ｂとして、１２Ａ、７．５ｋＷの電源装置を使用し、周波数１５ｋＨｚ、ピーク電圧Ｖｐｐが１５ｋＶのパルス状の電圧を電極部材３１Ａ，３２Ｂに印加した。被処理物Ｗとして、液晶表示パネルに使用するＩＴＯ基板を使用した。この基板の未処理の状態における水の接触角は９５度であった。この基板Ｗの洗浄用の処理ガスとして窒素ガスを使用し、８００ｓｌｍで流した。基板の搬送速度は毎分２ｍとした。トータルの電力は４．５ｋＷであった。
【００４４】
洗浄処理後、交差部３３ｕ，３３ｖの周辺に対応する１０ｃｍにわたる基板表面領域について、３ｍｍ間隔で水の接触角を測定した。その結果、すべての測定点で接触角が２５°以下であった。基板全面に水をかけたところ万遍なく濡れた。これにより、処理抜けが出来ないことが確認された。
【実施例２】
【００４５】
図５、図６と同様の装置を用いて均一処理の実験を行なった。
電極部材３１Ａ，３２Ａの中心の長さは、５１３ｍｍ、電極部材３１Ｂ，３２Ｂの中心の長さは、５２６ｍｍ、電極部材３１Ｃ，３２Ｃの中心の長さは、４８７ｍｍ、電極部材３１Ｄ，３２Ｄの中心の長さは、４７４ｍｍ、各電極列の全体の長さは２ｍとし、これら電極部材の厚みは３０ｍｍとした。列間隙間３３ｓ及び列内隙間３３ｑは、それぞれ１ｍｍとした。傾斜列内隙間３３ｑの傾斜角度は、３０度とし、電極部材の鋭角側の角部分の角度は、３０度、鈍角側の角部分の角度は、１５０度とした。傾斜列内隙間３３ｑの傾斜角度は、３０度とし、電極部材の鋭角側の角部分の角度は、３０度、鈍角側の角部分の角度は、１５０度とした。鋭角側の角部分のアールの曲率半径は、３ｍｍ、鈍角側の角部分のアールの曲率半径は、４０ｍｍとした。固体誘電体層３４は、０．５ｍｍ厚さのアルミナ溶射膜とした。
【００４６】
被処理物Ｗの種類、処理ガスの種類等は、図２、図３の装置を用いた上記実験と同様であり、トータルの電力は８．９ｋＷであった。
洗浄処理後の接触角は、全ての測定点で１６°以下であり、これにより、処理抜けが出来ないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係るリモート式常圧プラズマ処理装置を示す側面断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う前記リモート式常圧プラズマ処理装置の電極構造の平面断面図である。
【図３】前記電極構造と下板の分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３の列間隙間と傾斜列内隙間の交差部を拡大して示す平面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ傾斜列内隙間の傾き角度を変えた変形例を示す拡大平面図である。
【図５】前記電極構造の他の変形態様を示す平面断面図である。
【図６】図５の電極構造と下板の分解斜視図である。
【図７】本発明に至る過程でなした新規電極構造を参考例として示す平面図である。
【図８】本発明に至る過程でなした他の新規電極構造を参考例として示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｗ  被処理物
２  処理ガス源
３Ａ，３Ｂ  電源
３０  放電処理部
３０Ｘ  電極ユニット（電極構造）
３１Ｘ  第１電極列
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ  電極部材
３２Ｘ  第２電極列
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ  電極部材
３３ｓ  列間隙間
３３ｐ  列間部分隙間
３３ｑ  傾斜列内隙間
３１ｄ  鈍角側の角
３１ｅ  鋭角側の角
３２ｄ  鈍角側の角
３２ｅ  鋭角側の角
３３ｕ  第１電極列の列内隙間と列間隙間との交差部
３３ｖ  第２電極列の列内隙間と列間隙間との交差部
４３  導入口形成部
４３ａ  処理ガス導入口
４９  下板（吹出し口形成部）
４９ａ  スリット状吹出し口
４９ｓ  列間吹出し口
４９ｑ  傾斜列内吹出し口
【図１】
2005129493.tif 000003
【図２】
2005129493.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005129493.tif 000007
【図６】
2005129493.tif 000008
【図７】
2005129493.tif 000009
【図８】
2005129493.tif 000010